一種小孔徑鋰電池隔膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋰電池隔膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種小孔徑鋰電池隔膜的制備方 法。 技術(shù)背景
[0002] 鋰電池具有開(kāi)路電壓高、高能量比和容量大的特點(diǎn)，一直以來(lái)都是新能源汽車廠 商青睞的動(dòng)力電池，電動(dòng)汽車行業(yè)的興起無(wú)疑給國(guó)內(nèi)的鋰電池行業(yè)帶來(lái)數(shù)十倍的需求增 長(zhǎng)。
[0003] 由于電動(dòng)汽車需要的是大功率電能，在實(shí)際使用過(guò)程中，往往使用上千個(gè)電芯串 聯(lián)成電池組，并且要求這些電池能實(shí)現(xiàn)大電流放電以保證能量的供應(yīng)。因此如何在保證安 全性能的前提下更多的提高鋰電池的能量密度、循環(huán)壽命一直是各大鋰電池制造商的研究 方向。
[0004] 鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié) 構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對(duì)提高電池 的綜合性能具有重要的作用。若隔膜孔小而密，在電池使用過(guò)程當(dāng)中，電流的分布就能更加 均勻，極化變小，更有利于大電流放電，另外孔徑小對(duì)電解液的保持能力強(qiáng)，有利于電芯的 循環(huán)。但目前國(guó)內(nèi)各大鋰電隔膜制造商生產(chǎn)的微孔隔膜孔徑普遍多30nm，且孔徑分布寬，均 勻性遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)外廠家的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種小孔徑鋰電池隔膜的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的上述技術(shù)目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] a、鑄片：將聚丙烯顆粒通過(guò)擠出機(jī)塑化形成聚丙烯熔體，然后從模頭擠出，冷卻輥 鑄片，得到片狀聚丙烯基膜，收成卷狀，長(zhǎng)度在1〇〇~1500m ;
[0008] b、退火處理：將成卷的基膜放入烘箱內(nèi)，完善聚丙烯片晶結(jié)構(gòu)；
[0009] c、單向拉伸：將退火處理后的聚烯烴基膜經(jīng)冷態(tài)拉伸、熱態(tài)拉伸、高溫定型、冷卻 后即可得到微孔隔膜。
[0010] 其中，所述步驟a收成卷狀長(zhǎng)度優(yōu)選為300~1000m，因?yàn)槭粘删頎钸^(guò)短影響生產(chǎn) 效率，收成卷狀過(guò)長(zhǎng)則不利于后面步驟b中的退火處理時(shí)的散熱，影響聚丙烯片晶結(jié)構(gòu)的 TG口〇
[0011] 所述聚丙烯采用等規(guī)度彡90 %的等規(guī)聚丙烯，平均分子量為IX IO6~1X10 7,熔 融指數(shù)為I. 0~10. 〇g/l〇min ;作為優(yōu)選，采用等規(guī)度多95%的等規(guī)聚丙烯，平均分子量為 I X IO6~5 X 106,熔融指數(shù)為 I. 0 ~5. 0g/10min〇
[0012] 所述a步驟中，擠出機(jī)工作溫度在100~300°C，模頭設(shè)定溫度在180~250°C，冷 卻輥溫度設(shè)定在30~120°C。
[0013] 所述b步驟中，烘箱溫度設(shè)定在130~150 °C，時(shí)間設(shè)定為5~12h。
[0014] 所述c步驟中，冷態(tài)拉伸的溫度設(shè)定在30~100°C，冷態(tài)拉伸倍率為I. 1~I. 4 倍；熱態(tài)拉伸的溫度設(shè)定在120~160°C，熱態(tài)拉伸倍率為1. 3~2. 3倍；高溫定型溫度設(shè) 定在150~160°C，高溫定型時(shí)間設(shè)定在1~5min。
[0015] 此步驟中制備小孔徑微孔隔膜的關(guān)鍵在于控制冷態(tài)拉伸的溫度和拉伸倍率，尤其 冷態(tài)拉伸的溫度設(shè)定在30~KKTC，優(yōu)選為35~80°C，該溫度范圍所制備小孔徑鋰電池隔 膜孔徑分布更加均勾，分布一般都在20nm~30nm之間。
[0016] 本發(fā)明制備的小孔徑鋰電池隔膜，厚度為12 ym~60 ym，孔徑分布在20nm~ 30nm之間。
[0017] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] (1)本發(fā)明生產(chǎn)設(shè)備/工藝技術(shù)成熟，經(jīng)過(guò)擠出、流延、退火處理、單向拉伸等環(huán) 節(jié)，能夠高效連續(xù)地大規(guī)模生產(chǎn)。
[0019] (2)能夠穩(wěn)定的控制孔徑尺寸，所制備的小孔徑鋰電池隔膜在孔徑分布上更加均 勻和集中。
[0020] (3)所制備的小孔徑鋰電池隔膜在吸液率、保液率性能上更優(yōu)。
[0021] 本發(fā)明采用干法單向拉伸制備小孔徑隔膜。采用此方法的生產(chǎn)設(shè)備/工藝技術(shù)成 熟，經(jīng)過(guò)擠出、流延、退火處理、單向拉伸等環(huán)節(jié)，能夠高效連續(xù)地大規(guī)模生產(chǎn)，且能夠穩(wěn)定 有效的控制孔徑尺寸。所制備的小孔徑隔膜孔小而密、分布更均勻更集中，且在吸液率、保 液率上更優(yōu)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1實(shí)施例4和5樣品孔徑分布圖
[0023] 圖2實(shí)施例4樣品孔徑掃描電鏡圖
[0024] 圖3實(shí)施例5樣品孔徑掃描電鏡圖
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但是所述實(shí)施方式并不用于限定 本發(fā)明。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 制備聚烯烴小孔徑鋰電池隔膜步驟如下：
[0028] a、鑄片：將聚丙烯顆粒通過(guò)擠出機(jī)塑化形成聚丙烯熔體，然后從模頭擠出，冷卻輥 鑄片，得到片狀聚丙烯基膜，收成卷狀，長(zhǎng)度在1〇〇~1500m ;
[0029] b、退火處理：將成卷的基膜放入烘箱內(nèi)，完善聚丙烯片晶結(jié)構(gòu)；
[0030] c、單向拉伸：將退火處理后的聚烯烴基膜經(jīng)冷態(tài)拉伸、熱態(tài)拉伸、高溫定型、冷卻 后即可得到微孔隔膜，此步驟中制備小孔徑微孔隔膜的關(guān)鍵在于控制冷態(tài)拉伸的溫度和拉 伸倍率。
[0031] 所述聚丙烯采用等規(guī)度多90%的等規(guī)聚丙烯，平均分子量為1X106,熔融指數(shù)為 I.0g/10min〇
[0032]所述a步驟中，擠出機(jī)工作溫度在100°C，模頭設(shè)定溫度在180°C，冷卻輥溫度設(shè)定 在 30°C。
[0033]所述b步驟中，烘箱溫度設(shè)定在130 °C，時(shí)間設(shè)定為5h。
[0034] 所述c步驟中，冷態(tài)拉伸的溫度設(shè)定在30°C，冷態(tài)拉伸倍率為I. 1倍；熱態(tài)拉伸的 溫度設(shè)定在120°C，熱態(tài)拉伸倍率為1. 3倍；高溫定型溫度設(shè)定在150°C，高溫定型時(shí)間設(shè)定 在 Imin0
[0035] 實(shí)施例2
[0036] a、鑄片：將聚丙烯顆粒通過(guò)擠出機(jī)塑化形成聚丙烯熔體，然后從模頭擠出，冷卻輥 鑄片，得到片狀聚丙烯基膜，收成卷狀，長(zhǎng)度在1〇〇~1500m ;
[0037] b、退火處理：將成卷的基膜放入烘箱內(nèi)，完善聚丙烯片晶結(jié)構(gòu)；
[0038] c、單向拉伸：將退火處理后的聚烯烴基膜經(jīng)冷態(tài)拉伸、熱態(tài)拉伸、高溫定型、冷卻 后即可得到微孔隔膜，此步驟中制備小孔徑微孔隔膜的關(guān)鍵在于控制冷態(tài)拉伸的溫度和拉 伸倍率。
[0039] 所述聚丙烯采用等規(guī)度多95%的等規(guī)聚丙烯，平均分子量為1X107,熔融指數(shù)為 5.0g/10min〇
[0040] 所述a步驟中，擠出機(jī)工作溫度在300°C，模頭設(shè)定溫度在250°C，冷卻輥溫度設(shè)定 在 120°C。
[0041] 所述b步驟中，烘箱溫度設(shè)定在